海山雙星

在船底座匙孔星雲中有一對巨星,中國古代分別稱海山一和海山二,其中海山二最為耀眼。海山雙星的基本特徵都差不多,下面以海山二為例

概況

1996

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觀測資料

星座:船底座

赤經:10h 45m 03.6s(2000年)

赤緯:-59° 41′ 04″ (2000年)

視星等 (V) :6.21 (-0.8–7.9)(2000年)

基本特徵

光譜分類:Peculiar(B-V 色指數 0.61, U-B 色指數 -0.45 )

變星類型:亮藍變星、雙星或複合星

天體測定:徑向速度 (Rv) −25.0 km/s ,自行 (μ) RA: −7.6mas/yr、Dec.:1.0mas/yr

質量:100–150 M☉

半徑:80–180 R☉

亮度:5 × 106(bolometric) L☉

溫度:36–40,000 K

其他命名:Foramen, Tseen She, HR 4210, CD−59°2620, HD 93308, SAO 238429, WDS 10451-5941, IRAS 10431-5925, GC 14799, CCDM J10451-5941

恆星簡介

海山二(Eta Carinae),西方稱為船底座η星,是一個質量非常高的特超巨星,可能是一個雙星系統。質量約在太陽的150倍左右,亮度則約是太陽的400萬倍。

海山二是質量巨大的恆星中距離地球最近的一顆,距離太陽為7,500至8,000光年,因此天文學家可以得知許多該天體的詳細資訊。根據各種波段的數據,海山二確定是已知亮度最高的天體。

海山二亮度可能已經接近愛丁頓光度的限制(甚至可能超過愛丁頓光度的限制),外部的輻射壓力幾乎強到可以抵銷重力。如果恆星的質量超過太陽的120倍的話,就超過愛丁頓光度的限制,它們的重力僅能勉強約束住輻射與氣體,並在不久的未來可能導致超新星與極超新星的現象發生。

亮度變化

海山二的X光合成影像(藍色與橘色) 海山二一引人注目的特徵是亮度的變化,目前被分成亮藍變星(Luminous Blue Variable,LBV)雙星。

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海山二被愛德蒙·哈雷於1677年第一次紀錄下來,當時它是顆4等星,不過到了1730年時,觀測者注意到它已經變得相當明亮,成為船底座最耀眼的恆星之一。船底二接下來再度變暗,直到1782年又回到原先那樣的暗淡,但是它在1820年開始再度變亮。到了1827年時,海山二變亮超過10倍,並且在1843年4月達到頂點,亮度為−0.8等,為全天空第2亮的恆星,僅次於距離8.6光年的天狼星。

海山二活動極不穩定,經常會發生特大的爆發,期間甚至其形狀也會由圓形變為啞鈴型。海山二最近的一次的爆發在1841年,幾乎達到它的頂峰,而爆發的原因仍然是未知。天文學家推測可能由於海山上巨大的光度產生的輻射壓所致。海山二在1843年之後再度變暗,在1900年至1940年間,它的亮度只有8等,所以無法用肉眼觀測到。

海山二在2003年夏季發生一次分光極小現象。科學家曾組織一個巨大觀測活動,包括動用所有可用的地面(例如CCD光度分析)與太空望遠鏡,例如哈勃太空望遠鏡、錢德拉X射線天文台、國際伽瑪射線天體物理實驗室與甚大望遠鏡。這些觀測活動的主要目的是去決定海山二是否是一對雙星,如果是一對雙星的話,試圖確認它的伴星,確定這個現象的產生原因,並了解它們(如果是雙星的話)與19世紀大爆發之間的關聯。

海山二的光譜觀測顯示,一些發散譜線過去每5.52年會周期性的變暗,這個時期穩定的持續幾十年的時間。海山二的無線電發散譜線與X光的光度在這些“事件”發生時也會下降。這些變化與紫外線的觀測顯示海山二非常有可能確實是一對雙星,伴星是一顆炎熱但質量較小的恆星,並擁有一個周期為5.52年的高偏心率的橢圓軌道。

海山二的亮度在1998年至1999年之間突然加倍,而在2007年時,可以很容易用肉眼就觀測到它,目前海山二的亮度已經超過5等。

未來預測

目前海山二已經處於發展的晚期,活動正在衰落。在它的外圍已經形成了一個很大的行星狀星雲(一般存在於死恆星外圍)。但海山二依然在繼續著劇烈的噴發。一般認為,海山二的最後會變成一顆海山二超新星或極超新星。

目前海山二的演化途徑與年齡都尚未確定,所以爆炸可能發生在1百萬年後,也可能發生在明天。像海山二這種亮藍變星(Luminous Blue Variable)可能是質量超大的恆星的一個演化階段,主要的理論認為它們將表現出極端的質量流失,並在發生超新星爆炸之前變成一顆沃爾夫-拉葉星(Wolf-Rayet star),不過如果它們無法留住質量的話,將會成為極超新星。

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